内容正文:
2026高考化学考前阅读材料
化学与传统文化 化学史
【考向分析】
1.课程标准 主题5:化学与社会发展
5.1化学促进可持续发展
认识到化学科学与技术对我国走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路将发挥重要作用,树立建设美丽中国、为全球生态安全作出贡献的信念。
结合实例认识化学科学与技术合理使用的重要性。认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中遇到的问题、实现可持续发展的有效途径。结合实例认识化学原理、化工技术对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。树立“绿色化学”的观念,形成资源全面节约、物能循环利用的意识。
5.2 化学科学在材料科学、人类健康等方面的重要作用
知道金属材料、无机非金属材料、高分子材料等常见材料类型:结合实例认识材料组成、性能与应用的联系。体会化学科学发展对于药物合成的重要意义,初步建立依据物质性质分析健康问题的意识。
5.3 化学在自然资源和能源综合利用方面的重要价值
结合合成氨、工业制硫酸、石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用,认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。以海水、金属矿物、煤、石油等的开发利用为例,了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的作用,体会化学对促进人与自然和谐相处的意义
5.4 化学在环境保护中的作用
认识物质及其变化对环境的影响,依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施,以酸雨的防治和废水处理为例,体会化学对环境保护的作用。了解关于污染防治、环境治理的相关国策、法规,强化公众共同参与环境治理的责任。
5.5 化学应用的安全与规则意识
认识经济发展与环境保护等的关系。树立自觉遵守国家关于化学品应用、化工生产、环境保护、食品与药品安全等方面的法律法规的意识。
2.学业要求
(1)能列举事实说明化学科学在生产生活中的应用价值,以及对人类文明的伟大贡献。
能列举我国体现化学科学与技术应用的重要成果。能举例说明与化学相关的职业,简单分析这些职业与化学科学的关系。
(2)能从材料组成的角度对生活中常见的材料进行分类,能根据使用需求选择适当的材料,能解释使用注意事项,并能科学合理使用。
(3)能举例说明重要资源和能源的主要类型、成分和用途,能从化学的角度分析从资源到产品的转化途径,能对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价;辩证地看待资源使用的利弊及其对环境和社会的影响。
(4)能举例常见的大气、水体和土壤的污染物及危害,能说明常见污染的成因和防治措施的化学原理,能结合具体的污染问题设计简单的防治方案。能举例说明化学对环境保护的作用。
(5)能主动运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。在应用化学成果时能主动考虑其对自然和社会带来的可能影响,权衡化学成果在生产、生活中应用的利弊。能运用“绿色化学”思想分析和讨论化工生产的相关问题。
(6)具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。从自身做起,形成简约适度、绿色低碳的生活方式,科学进行固体废弃物和垃圾处理。
(7)能接住国家关于安全生产、环境保护、食品安全、药物开发等方面的法律法规分析与化学有关的社会热点问题。
3.考查方向
(1)化学促进可持续发展
(2)化学科学在材料科学、人类健康等方面的重要作用
(3)化学在自然资源和能源综合利用方面的重要价值
(4)化学在环境保护中的作用
(5)化学应用的安全与规则意识
4.主要考点
(1)中外史上的化学成就(合成氨、提取青蒿素等)
(2)化学与材料开发(陶瓷水泥玻璃、光导纤维、碳材料、纳米材料等)
(3)资源开发与能源利用(循环经济与工业生态等)
(4)环境问题与处理(雾霾、尾气、煤脱硝脱硫等)
【必备知识】
1.传统文化与化学物质
(1)《汉书》中“高奴县有洧水可燃”里的“洧水”指的是石油。
(2)《天工开物》:
① “凡石灰经火焚炼为用”里的“石灰”指的是CaCO3。
②“世间丝、麻、裘、褐皆具素质……”文中的“裘”主要成分是蛋白质。
③“至于矾现五色之形,硫为群石之将,皆变化于烈火”, 其中的“矾”指的是含结晶水的硫酸盐。
④“凡研消不以铁碾入石臼,相激火生,祸不可测”说明 KNO3 研磨能分解
(3)《梦溪笔谈·器用》中“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”的“剂钢”是指铁的合金。
(4)我国晋朝傅玄的《傅鹑觚集·太子少傅箴》中写道:“夫金木无常,方园应行,亦有隐括,习与性形。故近朱者赤,近墨者黑。”这里的“朱”语意为红色,指的是朱砂,主要成分为HgS。
(5)《神农本草经》中“水银……熔化(加热)还复为丹”里的“丹”是HgO。
(6)《本草纲目》中的“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面。”结合中学化学中从草木灰中提取K2CO3实验,可知这里的“石碱”是指K2CO3。“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的碱是K2CO3。
(7)《本草纲目拾遗》药物名:
①“鼻冲水”条目下写道:“贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药力不减,气甚辛烈,触人脑,非有病不可嗅。”氨水具有挥发性,氨气有强烈的刺激性气味,这里所说的“鼻冲水”指的是氨水。
②“刀创水”条目下写道:“治金创,以此水涂伤口,即敛合如故。”碘酒具有杀菌消毒的作用,这里的“刀创水” 指的是碘酒。
③“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”“强水”化学性质活泼,能腐蚀大多数金属和矿石,硝酸具备这种性质特点,因而这里的“强水”是指硝酸。
(8)《本草经集注》中“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,“硝石”指KNO3;
(9)《本草图经》中“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也”里的“绿矾”是 FeSO4·7H2O,描述了绿矾受热分解的现象。
(10)唐代刘禹锡撰于818年的《传信方》中有这样一段描述“治气痢巴石丸,取白矾一大斤,以炭火净地烧令汁尽,则其色如雪,谓之巴石”,巴石主要化学成分为KAl(SO4)2·12H2O。
(11)战国所著《周礼》中记载沿海古人“煤饼烧蛎房成灰”(“蛎房”即牡蛎壳),并把这种灰称为“蜃”,“蜃”的主要成分为CaO。
(12)《咏煤炭》(明·于谦)中“凿开混沌得乌金……不辞辛苦出山林”其中“乌金”的主要成分是煤炭。
(13)唐代诗人白居易留下了“试玉要烧三日满,辨材须待七年期”的名句。这里的“玉”即玉石,其主要成分是硅酸盐,熔点较高。
(14)《黄白第十六》中“曾青涂铁,铁赤如铜”,其“曾青”是可溶性铜盐。
(15)《集注》:“鸡屎矾不入药用,惟堪镀作,以合熟铜;投苦酒(醋)中,涂铁皆作铜色,外虽铜色,內质不变”中鸡屎矾指碱式硫酸铜或碱式碳酸铜
(16)《新修本草》是我国古代中药学著作之一,记载 844 种,其中关于“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃……,烧之赤色……”“青矾”的主要成分为 FeSO4∙7H2O
(17)中国丝绸有五千年的历史和文化。古代染坊常用某种“碱剂”来精炼丝绸,该“碱剂”的主要成分是一种盐,能促进蚕丝表层的丝胶蛋白杂质水解而除去,使丝绸颜色洁白、质感柔软、色泽光亮。这种“碱剂”是草木灰。
(18)《物理小识金石类》提到:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂,惟乌桕树不畏其气”。强热“青矾”得红色固体,“青矾厂气”,气体冷凝得“矾油”。利用矾油可以制备盐酸。“青矾”主要成分是FeSO4•7H2O。“矾油”指硫酸。
(7)《本草纲目》“(火药)乃焰消、硫磺、山木炭所合,以为烽燧 诸药者”,利用KNO3的氧化性。
2.传统文化与物质变化
(1)《本草图经》中“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也”里的“绿矾”是 FeSO4·7H2O,描述了绿矾受热分解的现象。该过程为化学变化。
(2)唐代赵蕤所题《嫘祖圣地》碑文记载:“生前首创种桑养蚕之法,抽丝编绢之术;谏诤黄帝,旨定农桑,法制衣裳……弼政之功,殁世不忘”。“抽丝编绢”涉及物理变化
(3)战国时期著作《周礼·考工记》中记战:“泺(溧洗)帛,以烂(烂木头)为灰,渥润其帛,实诸泽器,淫之以蜃(生石灰) ,清其灰而盈之”。“蜃"是通过分解反应生成的。
(4)“莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”,描述的冰融化、水结冰的情景,属于物理变化。
(5)龚自珍诗句“落红不是无情物,化作春泥更护花”,阐述了作物中氮、磷、钾及微量元素等植物营养元素可循环利用的事实。
(6)“凡造竹纸……用上好石灰化汁涂浆”,造纸利用了石灰[Ca(OH)2]的碱性。
(7)“曾青(硫酸铜)涂铁,铁赤色如铜”,译文:铜盐硫酸铜涂在铁器上,铁器变成红色像铜一样。该反应是铁与铜离子的置换反应。
(8)古代鉴别硝石的方法:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,利用的是钾元素的焰色反应。
(9)《馀冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3·Pb(OH)2]的制法有如下描述:“嵩阳产铅,居民多造胡粉。其法:铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者,炒为黄丹。黄丹滓为密陀僧。”其中黄丹的主要成分为Pb3O4,密陀僧的主要成分为PbO。胡粉中铅的化合价为+2价,黄丹(Pb3O4)中铅的化合价有+2价和+4价两种化合价,铅的价态发生了变化,故胡粉炒为黄丹的过程中发生了氧化还原反应。
(10)如成语“火上浇油”(主要是化学变化)、“百炼成钢”(主要是化学变化),古诗词“千锤万凿出深山”(主要是物理变化)。
(11)公元前 200 多年写成的《山海经》记述:“……令丘之山。无草木,多灰。”这些都说的是天然气露到地面后, 发生燃烧的现象。
(12)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
(13)青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化中的溶解
3.传统文化与物质分离技术
(1)《天工开物》
①“汲水而上,入于釜中煎炼,顷刻结盐,色成至白”的描述,涉及的物质分离操作为浓缩结晶
②“养之七日。期足启开,铅片皆生霜粉”,.养——较长时间微热
③“炉甘石(碳酸锌)烟洪飞损”,飞——挥发
④“取入缸中浸三个时,漉入釜中煎炼”,.漉——过滤
⑤“海水盐”有如下描述:“凡煎盐锅古谓之牢盆……其下列灶燃薪,多者十二三眼,少者七八眼,共煎此盘……火燃釜底,滚沸延及成盐。”文中叙述了从海水中提取海盐的操作过程,包括加热蒸发、结晶等基本操作。
(2)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结,累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是升华。
(3)《本草纲目》:
① “皮硝”的提取方法:“煎炼入盆,凝结在下,粗朴者为朴硝,在上有芒者为芒硝,有牙者为马牙硝。”该过程叙述了结晶法提纯芒硝的方法。
② “烧酒”条目写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也。”叙述了“蒸馏”技术在古代酿酒工艺中的应用。
③记载烧酒的制造工艺,“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”涉及的操作方法是蒸馏。
(4)酿酒:《说文解字》上说:“古者仪狄作酒醪,禹尝之而美,遂疏仪狄。杜康作秫酒。”从禹时算起,酒在中华已有五六千余年的历史,与中华文明的发展同步。
白酒:多以含淀粉物质为原料,如高粱、玉米、大麦、小麦、大米、豌豆等,其酿造过程大体分为两步:第一步用米曲霉、黑曲霉、黄曲霉等将淀粉水解为葡萄糖,称为糖化过程;第二步由酵母菌再将葡萄糖发酵产生酒精。发酵后的混合料经过蒸馏,得到白酒和酒糟。
(5)《开宝本草》记载:“硝石,所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”涉及物质的溶解、蒸发、结晶。
(6)“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”,从中可以得出古人从沙子中得到黄金的方法为重力沉降法
(7)东晋葛洪《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”操作中“渍”表示浸取
4.中国古代化学工艺简介
(1)造纸
以我国古书《天工开物》卷中所记录之竹纸制造方法为例,古时以竹子造纸之步骤如下:
①斩竹漂塘:目的是利用天然微生物分解并洗去竹子之青皮。
②煮徨足火:放入“徨”桶内与石灰一道蒸煮。目的是利用石灰的碱性脱脂、杀死微生物等。
③春臼:把上述处理的竹子,放入石臼中打烂,形同泥面。
④荡料入帘:将被打烂之竹料倒入水槽内,并以竹帘在水中荡料,竹料成为薄层附于竹帘上面。
⑤覆帘压纸:将帘反复过去,使湿纸落于板上,即成张纸。如此,重复荡料与覆帘步骤,使一张张的湿纸叠积上千张,然后上头加木板重压挤去大部分的水。
⑥透火焙干:将湿纸逐张扬起,并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌成夹巷,巷中生火,土砖温度上升之后,湿纸逐张贴上焙干。干燥后,揭起即得成纸。
(2)烧制陶器
陶瓷是传统的硅酸盐材料,它的基本原料是黏土。釉是覆盖在陶瓷制品表面的无色或有色的一层物质。釉料中主要含有一些金属及其化合物,在高温烧制时金属及其化合物发生了不同的氧化还原反应,产生不同颜色的物质。宋代的钧瓷以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。瓷器主要原料是黏土,“窑变”是高温下釉料中添加的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化.
《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘土而为之”。“瓦”是指传统无机非金属材料,主要成分为硅酸盐
《陶者》:“广陶尽门前土,屋上无片瓦。十指不沾泥,鳞鳞居大厦。”黏土烧制陶器的过程中发生了化学变化
(3)中国古代的冶金化学
①胆铜法:用胆水炼铜是中国古代冶金化学中的一项重要发明。在《淮南万毕述》中:“曾青得铁则化为铜”。“曾青”指铜的化合物硫酸铜一类。该法一可常温制取,二对矿石品位要求不高,是 “湿法冶金”的先祖。这种工艺是利用金属铁将胆矾溶液中的铜离子置换出来,还原为金属铜,再熔炼成锭。早在西汉时就已有人觉察到这一化学反应。
②淘冶黄金:黄金都是以游离状态存在于自然界,分沙金和脉金(小金)两种。历史上的早期采金技术都是“沙里淘金”。例如,《韩非子·内储说上》提到“丽水之中生金”。
③炼银:银虽有以游离状态或银金合金状态(黄银)存在于自然界的,但很少,主要以硫化矿形式存在,并多与铅矿共生。中国大约在春秋初期才开始采集银,东汉时期发明了以黑锡( 铅) 结金银的“灰吹法”。明代著作《菽园杂记》、《天工开物》中有翔实记载。
④炼汞: 在自然界中虽有游离态汞存在,但量很少,主要以丹砂( 硫化汞)状态存在。方士们在密闭的设备中升炼水银,先后利用过石灰石、黄矾、赤铜、黑铅、铁和炭末来促进硫化汞的分解。南宋时期发明了蒸馏水银的工艺,设计了专用的装置,《天工开物》中也有类似记载。在中国的医药化学中还曾利用过铅汞齐、锡汞齐。唐代已开始用银锡汞齐作为补牙剂。
⑤黄铜:明代以前,这种合金是利用炉甘石(碳酸锌矿)和金属铜、木炭合炼而成的。这个炼制方法的记载最早见于五代末期的“日华子点庚法”,是一个炼金术的配方。
⑥炼锌:明初中国已掌握了从炉甘石炼取金属锌的技术,那时称这种金属为“倭铅”。明代著作《天工开物》中有世界上现存最早的关于炼锌术的文字记载。明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也”(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,泥罐中掺有煤炭)。其冶炼Zn的方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑
⑦镍白铜:镍白铜自古是中国云南的特产。东晋常璩《华阳国志》就已记载:“螳螂县因山名也,出银、铅、白铜、杂药。”明代云南已大量生产似银的锌镍铜合金,含铜 40%~58%,镍 7.7%~31.6%,锌25.4%~45%,称为“中国白铜”
⑧青铜的冶炼:冶炼青铜的过程较复杂,大概为先把选好的矿石加入熔剂,再放在炼炉内,燃木炭熔炼,等火候成熟,弃去炼渣得初铜。初铜经提炼才能获得纯净的红铜。红铜加锡、铅熔成合金,即是青铜。
(4)黑火药
主要成分:硝酸钾、木炭和硫黄。反应原理:2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。
(5) 中国古代的酿酒
《说文解字》上说:“古者仪狄作酒醪,禹尝之而美,遂疏仪狄。杜康作秫酒。”从禹时算起,酒在中华已有五六千余年的历史,与中华文明的发展同步。
“著作酒醴(甜酒),尔惟曲糵(酒曲)”的“曲糵(酒曲)”是催化剂
《客中行》:“兰陵美酒郁金香,玉碗盛来琥珀光。但使主人能醉客,不知何处是他乡。”粮食发酵产生的酒精分散在酒糟中,可以通过蒸馏与酒糟分离
《本草纲目》“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也”。这里所用的“法”是指蒸馏
白酒:多以含淀粉物质为原料,如高粱、玉米、大麦、小麦、大米、豌豆等,其酿造过程大体分为两步:第一步用米曲霉、黑曲霉、黄曲霉等将淀粉分解成糖类,称为糖化过程;第二步由酵母菌再将葡萄糖发酵产生酒精。发酵后的混合料经过蒸馏,得到白酒和酒糟。
(6)中国古代的制糖
饴糖:《诗经》中已有“周原膴膴,堇荼如饴”的诗句,可知西周时已有饴糖。战国时成书的《尚书·洪范篇》有“稼穑作甘”之句。“甘”即饴糖。东汉许慎《说文解字》说:“饴,米蘖煎也。”最早对饴做了解释。《齐民要术》对饴的制作,分门别类作了阐述。
(7)染色
染色是一个很古老的工艺,即用染料使物着色。我国古书早有记载:《尚书·益稷》,它记述了舜对夏禹讲的话:“以五采彰施于五色,作服,汝明。”意思是要他用五种色彩染制成五种服装,以表明等级的尊卑。
《后汉书·皇后纪上·明德马皇后》:“此缯特宜染色,故用之耳。”意思是这种绸料特别适于染色,所以用它。
(8)化合物的制取
①化工之母硫酸的最早制得者,中国2世纪(东汉末)的金丹学家狐刚子,在他的《出金矿图录》中的《炼石丹精华法》,就有叙述,早于贾比尔·海扬足足600年。原文:“以击垒作两个方头炉,相去二尺,各表里精泥其间.旁开一孔,亦泥表里,使精熏使干。一炉中着铜盘,使足,即密泥之;一炉中,以炭烧石胆使作烟,以物扇之,其精华尽入铜盘.炉中却火待冷,开启任用.入万药,药皆神” 文中装置科学性很强,为使不漏气,“即密泥之”,为提高炉温,‘‘以物扇之”。“精华”指硫酸酐或硫酸.
②苛性钾 战国时期著作《周礼·考工记》中对氢氧化钾的记述原文:“泺帛,以烂为灰,渥润其帛,实诸泽器,淫之以蜃”。大意按现在的话来说,漂洗(泺)丝帛时,先烧烂木(烂指干燥木头)为灰(含K2CO3较多),用其灰汁浸泡丝帛于光泽容器中,再加入蜃(蜃指石灰)。其反应:K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH 晋朝葛洪还指出。“此不宜预作,十日即息”,早掌握苛性钾强烈吸收二氧化碳的性质了;还指出“此大毒”,腐蚀性极强.明朝李时珍还将制得的碳酸钾用于洗衣、发面
5.汞化学:汞是炼丹术中最重要的金属,因此关于它的化学反应和化合物研究得最多
(1)硫化汞:中国古代的炼丹家由丹砂(即硫化汞)升炼水银,曾取得丰富的经验。其中由硫黄和水银再升炼出红色硫化汞这件事,在化学史上有重大的意义:不仅是一项最早的无机化学合成工艺,而且是用合成方法确定一种物质(丹砂)化学组成的最早范例,也是人类对可逆化学反应认识的开端。葛洪在《抱朴子内篇》中说“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”。这是古代炼丹家对该可逆反应的简单概括。关于合成丹砂的明确记载,最早见于隋代方士苏元明《太清石壁记》(现存本为唐人楚泽编)的“太一小还丹方”。在唐代以后的中国炼丹术著作中“升炼灵砂”仍占重要地位,入明以后称人工升炼的丹砂为“银朱”
(2)氧化汞:它可能是较硫化汞更早制得的人工制品。《神农本草经》说:“水银……镕 化(加热)还复为丹。”《黄帝九鼎神丹经》中的“神符”、“柔丹”、“伏丹”都是在土釜中加热水银制得。这些“丹”实际上都是红色氧化汞,当时人们把它误认作“丹砂”。陶弘景最先明确区分了这两种红色的丹药。明代以后,氧化汞广泛用作疡科药,称为“红升丹”,因为那时是用水银、硝石、白矾三味混合升炼而成,又称“三仙丹”。它的纯度很高,不含游离水银
(3)氯化汞:它的合成是中国古代汞化学中重大成就之一。氯化高汞俗名升汞,中国古代称为粉霜、霜雪;氯化亚汞俗名甘汞,中国古代称为轻粉、水银粉。由于它们都是白色结晶,古时常发生混淆。中国古代炼丹家很早就将水银、硫黄(或直接用丹砂)和戎盐、绿矾(或白矾)一起升炼,以制取甘汞;如配方中再掺入硝石或胆矾,则可制得升汞。大约前者在东汉时先制得,后者在东晋时制得。这两种人工制品后来都成为重要的药物,并有多种配方。清代曾把升汞定名为“白降丹”
6.中国古代的铅化学:商代的墓葬中发现有各种铅器和铅戈,说明中国当时已会炼制和使用铅。炼丹术中也常将铅及其化合物作为实验对象
(1)铅粉:中国最早的人工铅制剂是铅粉,即碱式碳酸铅。铅粉的出现可能始自殷代,因为当时用铅器贮酒,低浓度的酒易发酵变为乙酸,乙酸与铅作用生成的乙酸铅,在空气中吸收二氧化碳后,便会沉积出铅粉。战国时,铅粉已普遍用作化妆品。《周易参同契》里说:“胡粉(即铅粉)投火中,色坏还为铅”;《抱朴子·论仙篇》说:“胡粉……是化铅所作。”这说明汉晋之际对铅粉与铅的互变关系已有较多认识。铅粉自古以来就用作颜料、化妆品和药物;汉代以后又成为制釉原料和炼丹要药
(2)乙酸铅:中国古时称作铅霜,实际上往往是铅粉制造工艺的第一步产物,所以制得可能较早,但关于它的制备方法的记载则较晚,最早见于唐代问世的一些丹经,称为“玄白”。铅霜之名最早见于北宋苏颂的《图经本草》
(3)氧化铅:金属铅在空气中焙烧即得氧化铅(PbO),中国古称黄丹,其色泽金黄,受到早期炼丹家的重视,称为“玄黄”。若将黄丹以猛火加热,即变为橘红色的铅丹(Pb3O4),秦代已用作红色颜料,因其色红似丹砂,也被炼丹家视为炼丹大药。汉末或晋代发明了用硝石、硫黄和金属铅炼制铅丹的方法,称为硝黄法,纯度较高。《名医别录》对该法已有记载。明代又有改进,采用硝石、矾和金属铅合炼的制法,称为硝矾法,生产效率大为提高。宋代以后,则普遍作为灰吹法炼银的副产品而取得
7.中国古代的砷化学:中国古代医药和炼丹术中很早就利用了含砷矿物,其中有雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)、礜石(FeAsS)、砒黄(不纯的砒石)等;后来又利用了信石(As2O3,信州产者良)。长沙马王堆三号汉墓出土的帛书所记载的医方中有“冶礜石”和“燔雄黄”,是在空气中焙烧礜石和雄黄,所得升华产物就是人工制造的砒霜
(1)雄黄和雌黄:它们初时用作颜料。宝鸡西周墓出土的丝织物上的黄色纹痕,表明就是以雌黄着色的。东汉时有疡科“五毒方”,以石胆、丹砂、雄黄、礜石、慈石(即磁石)在土釜中合炼,所得药物的成分为升华的雄黄、砒霜和少量的硫酸亚汞。《神农本草经》把雄黄列为中品,礜石列为下品,说明对它们的毒性和医疗效用已有一定的了解。雄黄和雌黄在炼丹术中始终被视为炼丹要药。《神农本草经》中说,炼食雄黄可使人轻身神仙。《黄帝九鼎神丹经》所记载的“神丹”就是升华提纯的雄黄
(2)砒霜:至迟到隋代时,中国炼丹家已知焙烧雄黄制得纯净的砒霜。唐代著名医学家兼炼丹家孙思邈在《千金药方》中最早用它治疗疟疾、牙痛等病,因其毒性猛烈,称为“貔霜”。较晚的本草学著作则写作“砒霜” 。雄黄、雌黄、砒霜在炼丹术中所以受到重视,还在于它们在炼金实践中用作“点化药”
(3)单质砷:中国古代砷化学中的最大成就为单质砷的制得。孙思邈《太清丹经要诀》中有以雄黄、雌黄与金属锡合炼的丹方,在密闭坩埚中升华的产物即单质砷。南宋方士们将砒霜和草木药或蜜合炼,得到了“色如银”或“如黑角色,甚硬”的单质砷晶体,称为“死砒”、“伏砒”或简称“砒”。可以说,在化学史上是中国炼丹家最早发现了元素砷
8.中国古代的矾化学:中国古代在染色、医药、炼丹术中都曾广泛地应用各种矾,包括绿矾(FeSO4·7H2O,又名青矾,用于染黑,所以又称皂矾)、白矾[KAl(SO4)2·12H2O,又名明矾]、黄矾[KFe3(SO4)2(OH)6]、胆矾(CuSO4·5H2O,唐代以前称石胆)
(1)绿矾:为中国制取和应用最早的一种矾。战国时期已用于染黑,那时是通过焙烧涅石(含煤黄铁矿)取得的,所以得到“儦石”(后改称为礬石)之称,《山海经》已有关于涅石和以涅(绿矾)染黑的记载。在北宋盛行胆铜法后,便得到了廉价的副产品绿矾。黄矾是绿矾经自然风化氧化而形成的,很早就用于染色;唐代以后又成为炼金术中的“染色剂”
(2)胆矾:石胆和白矾在中国古代用作医药。《神农本草经》将石胆列为中品。炼丹家因为它具有“能化铁为铜成金银”的神异特性,将它视为“延寿、成仙”的圣药。唐代以前,它的主要产地是遥远的陇西羌道,十分难得,所以唐人所辑《黄帝九鼎神丹经诀》中有胆矾的制法:用黄矾、绿矾和曾青(碱式碳酸铜)合炼后经浸取、重结晶而制得。东汉炼丹家狐刚子曾干馏胆矾,从挥发物中收集到硫酸,但未曾推广。
矾在中国古代化学中的重要性还表现在它和硝石一起加热时所起的反应和作用。这时,它们便部分地起硝酸的作用。例如,红升丹和白降丹的升炼、铅丹的“矾硝法”炼制、南宋以后出现的“炸金法”(金银分离术)都依靠这种混合药剂的作用
9.传统文化的常见突破口----色彩斑斓的化学物质
固体物质:①S、Na2O2、AgBr、AgI:黄色。②Cu、Cu2O:红色。③Fe2O3粉末:红棕色。④Fe(OH)3沉淀或胶体:红褐色。⑤BaSO4、BaCO3、CaCO3、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、H2SiO3、无水CuSO4:白色。⑥Fe3O4、FeO、石墨、CuO、FeS、CuS、MnO2:黑色。⑦碘(蒸气为紫红色)、KMnO4晶体:紫黑色。⑧Cu(OH)2、CuSO4·5H2O:蓝色。⑨FeSO4·7H2O、Cu2(OH)2CO3:绿色。
气体物质:①F2:浅黄绿色。②Cl2:黄绿色。③NO2、溴蒸气:红棕色。
物质在溶液中的颜色:①Cu2+:蓝色,②Fe3+:黄色,③Fe2+:浅绿色,④MnO4-:紫红色,⑤Fe(SCN)3:血红色。变化过程中的颜色:①酚酞遇碱变红色。②石蕊遇酸变红色,遇碱变蓝色。③SO2使品红溶液褪色。④Fe3+遇KSCN溶液变血红色。⑤湿润的红色石蕊试纸遇NH3变蓝色。⑥淀粉溶液遇碘(I2)变蓝色。⑦Fe(OH)2在空气中变质的现象是:由白色迅速变为灰绿色,最终变成红褐色。
常见火焰的颜色:①H2在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰。②CO在空气中燃烧,发出蓝色火焰。③CH4、H2在空气中燃烧,发生淡蓝色火焰。④含钠元素的物质在灯焰上灼烧,产生黄色火焰。⑤含钾元素的物质在灯焰上灼烧(透过蓝色钴玻璃),产生紫色火焰。
10.化学与社会、生活、环境
(1)“碳中和”是指二氧化碳的排放总量和减少总量相等。
(2)PM2.5:2012年3月修订的《环境空气质量标准》中新纳入的强制监测指标是PM2.5。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称可入肺颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,对人体健康和大气环境质量的影响更大。
(3)酸雨:指pH小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水,它是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的,绝大部分是硫酸型或硝酸型酸雨。
(4)温室效应:指由于煤、石油、天然气等化石燃料的大量使用,使排放到大气中的CO2、CH4等气体大量增加,致使地表温度上升的现象。
(5)臭氧空洞:家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”以及汽车排放的废气中的氮氧化物在臭氧转化成氧气的过程中起到催化作用,从而使大气中的臭氧层形成空洞。
(6)光化学烟雾:指汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物,在阳光(紫外线)作用下会发生光化学反应生成二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的有毒烟雾污染现象。
(7)重金属污染:一般把密度在4.5 g·cm-3以上的金属称为重金属,如钡、铜、银、铬、镉、镍、铅、铊、锡、汞等。重金属的化合物(以及少数重金属单质)对环境的污染称为重金属污染。
(8)水体富营养化:在人类活动的影响下,生物所需的N、P等营养物质大量进入湖泊、河流、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。
(9)赤潮:海水中的红藻、褐藻由于吸收较多的营养物质(N、P等)而过度繁殖,引起海潮呈赤色的现象。它会造成海水的严重缺氧。
(10)水华:人为向淡水中投入(或排入)生物需要的营养物质(N、P等)后,导致水面上的藻类疯长、繁殖,并使水质恶化而产生腥臭味,造成鱼类及其他生物大量死亡的现象。
(11)厄尔尼诺:指由于全球温室效应逐渐增强,海洋温度不断上升,使得冰川融化,海平面上升,从而形成强烈的热带风暴以及引起大陆气候变化无常的现象。
(12)绿色化学:指从根本上消灭污染,能彻底阻止污染产生的科学,它包括“原料绿色化”“化学反应绿色化”“产物绿色化”等内容。
(13)原子经济利用率:指目标产物占反应物总量的百分比。即原子利用率=×100%。按绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率为100%。
(14)绿色食品:指无污染、无公害、安全且有营养价值的卫生食品。
(15)白色污染:指各种塑料垃圾对土壤所造成的污染。它们很难降解,会破坏土壤结构。
(16)一次污染物:由污染源直接排入环境,其物质性质(物理、化学性质)未发生变化的污染物,也称原发性污染物。由它引起的污染称为一次污染或原发性污染。
(17)二次污染物:由一次污染物转化而成的,排入环境的一次污染物在多种因素(物理、化学、生物)作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应所形成的与一次污染物不同的新污染物,也称继发性污染物。
(18)雾霾:雾霾是雾和霾的组合词,硫氧化物、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成,前两者为气态污染物,可吸入颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起,让天空瞬间变得灰蒙蒙的,燃煤和汽车尾气是雾霾天气产生的重要原因。
【关键能力】
考点突破一:化学与日常生活
【例1】(2024·山东卷)化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是
A.活性炭可用作食品脱色剂 B.铁粉可用作食品脱氧剂
C.谷氨酸钠可用作食品增味剂 D.五氧化二磷可用作食品干燥剂
【变式1.1】(2024·浙江6月卷)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是
A.部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期
D.加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
【变式1.2】(2024·安徽卷)青少年帮厨既可培养劳动习惯,也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是
A.清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B.烹煮食物的后期加入食盐,能避免长时间受热而分解
C.将白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D.制作面点时加入食用纯碱,利用中和发酵过程产生的酸
【思维建模】解答此类试题的关键是根据所给文本信息提取有效信息并正确解读,转化为现代化学学科中物质的组成与分类、物理性质、化学性质、分离提纯方法、反应类型及反应原理等熟悉的教材知识,此类试题就能迎刃而解。解题的思维模型如下:
考点突破二:化学与科技成果
【例2】(2024年广东)“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是( )
A.“雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B.大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时存在化学能转化为热能
D.神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验:水的电子式为
【变式2.1】(2024年海南)化学为实现社会可持续发展贡献巨大。下列说法错误的是( )
A.以竹代塑,可减少白色污染 B.使用人工合成杀虫剂,对环境无影响
C.无纸化办公,可减少人工合成油墨的使用 D.使用无磷洗涤剂,可减少水体污染
【变式2.2】(2024·湖南卷)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
考点突破三:化学与传统文化
【例3】(2024·新课标卷)文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是
A.羊毛可用于制毛笔,主要成分为蛋白质 B.松木可用于制墨,墨的主要成分是单质碳
C.竹子可用于造纸,纸主要成分是纤维素 D.大理石可用于制砚台,主要成分为硅酸盐
【变式3.1】(2024·黑吉辽卷)文物见证历史,化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是
A.金代六曲葵花婆金银盏 B.北燕鸭形玻璃注
C.汉代白玉耳杯 D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
【变式3.2】(2024·湖北卷)劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是
发明
关键操作
化学原理
A
制墨
松木在窑内焖烧
发生不完全燃烧
B
陶瓷
黏土高温烧结
形成新的化学键
C
造纸
草木灰水浸泡树皮
促进纤维素溶解
D
火药
硫黄、硝石和木炭混合,点燃
发生氧化还原反应
A.A B.B C.C D.D
【方法点拨】“传统文化”类试题解题三部曲
第一步读题
对于陌生度较高的信息要做到逐字逐句阅读,挖掘关键字,排除干扰信息,找出有效信息。
第二步联想
在读題的基础上,结合題目中的问题或选项分析本题考查的知识板块,联系所学习的知识和原理,找准信息(知识、原理、方法)的方向。
第三步破題
从大脑信息库中迅速提取所需要的知识 并使思维从史料情境回归到课本、回归到平时的学习中来。
【备注】“传统文化”类试题中的易错易混点
古文中物质和操作的表达一般与与现代不同,如:
操作“渍”“绞”和“蒸”意义不同,分别表示浸取、过滤、蒸馏; “石灰”指的是CaCO3,碱指的是K2CO3,解题时要避免古今名称混用,应联系现代化学反应原理从物质变化的本质去思考。
2026高考化学考前阅读材料
化学与传统文化 化学史 答案及解析
【关键能力】例题
【例1】D
【解析】A.活性炭结构疏松多孔,有吸附性,能够吸附一些食品中的色素,故A正确;
B.铁粉具有还原性,能与O2反应,可延长食品的保质期,作食品脱氧剂,故B正确;
C.谷氨酸钠是味精的主要成分,能增加食物的鲜味,是一种常用的食品增味剂,故C正确;
D.P2O5吸水后的产物有毒,不能用作食品干燥剂,故D错误;故选D。
【变式1.1】B
【解析】A.根据金属活泼性的不同,可以采用不同的方法冶炼金属,大部分金属(主要是中等活泼的金属)的冶炼是通过高温下发生氧化还原反应来完成的,即热还原法,常用的还原剂有焦炭、CO、H2等,A项正确;
B.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,主要发生的反应为C+H2O(g)CO+H2,该过程属于化学变化,B项错误;
C.维生素C(即抗坏血酸)具有还原性,能被氧化成脱氢抗坏血酸,故制作水果罐头时加入维生素C作抗氧化剂,可延长保质期,C项正确;
D.混凝剂聚合氯化铝在污水中能水解成Al(OH)3胶体,Al(OH)3胶体能吸附污水中细小悬浮物,使其聚集成较大颗粒而沉降下来,D项正确;答案选B。
【变式1.2】A
【解析】A.铁发生吸氧腐蚀时,正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子,清洗铁锅后及时擦干,除去了铁锅表面的水分,没有了电解质溶液,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈,A正确;
B.食盐中含有碘酸钾,碘酸钾受热不稳定易分解,因此烹煮食物时后期加入食盐,与NaCl无关,B错误;
C.焦糖的主要成分仍是糖类,同时还含有一些醛类、酮类等物质,蔗糖在高温下并未炭化,C错误;
D.食用纯碱主要成分为Na2CO3,制作面点时加入食用纯碱,利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸,D错误;故答案选A。
【例2】C
【解析】 破冰过程无新物质生成,未发生化学变化,A错误;天然气液化的过程是物理变化,没有形成新的化学键,B错误;燃烧放热,是化学能转化为热能,C正确;水的电子式为H,D错误。
【变式2.1】B
【解析】A.利用可降解的竹子替代普通塑料,减少塑料的使用,可防止白色污染,故A正确;B.人工合成杀虫剂具有一定毒性,会对环境造成一定影响,故B错误;C.无纸化办公,减少了打印机中人工合成的油墨使用,故C正确;D.含磷洗涤剂导致水的富营养化,从而导致赤潮、水华等污染,使用无磷洗涤剂,可减少水体污染,故D正确;故选B。
【变式2.2】D
【解析】A.理想的新能源应具有可再生、无污染等特点,故A正确;
B.氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能,对氢气与氧气反应的能量进行利用,减小了直接燃烧的热量散失,产物无污染,故具有能量转化率高、清洁等优点,B正确;
C.脱嵌是锂从电极材料中出来的过程,放电时,负极材料产生锂离子,则锂离子在负极脱嵌,则充电时,锂离子在阳极脱嵌,C正确;
D.太阳能电池是一种将太阳能能转化为电能的装置,D错误;本题选D。
【例3】D
【解析】A.动物的毛、皮、角等的主要成分都是蛋白质,羊毛的主要成分为蛋白质,A正确;
B.墨的主要成分是炭黑,炭黑是碳元素的一种单质,碳的单质在常温下的化学性质很稳定,不易与其他物质发生化学反应,故用墨汁书写的字画历经千年仍不褪色,B正确;
C.竹子可用于造纸,竹子的主要成分是纤维素,用其造的纸的主要成分也是纤维素,C正确;
D.大理石可用于制砚台,大理石主要成分为碳酸钙,不是硅酸盐,D错误;故选D。
【变式3.1】A
【解析】A.金代六曲葵花鎏金银盏是合金,属于无机金属材料;
B.北燕鸭形玻璃注是玻璃制品,属于硅酸盐材料;
C.汉代白玉耳环是玉,属于含有微量元素的钙镁硅酸盐材料;
D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐是陶器,属于硅酸盐材料;
综上A选项材质与其他三项材质不用,不能归为一类,答案选A。
【变式3.2】C
【解析】A.松木在窑中不完全燃烧会生成碳单质,可以用来制造墨块,A正确;
B.黏土在高温中烧结,会发生一系列的化学反应,此过程有新化学键的形成,B正确
C.草木灰主要成分为碳酸钾,浸泡的水成碱性,用于分离树皮等原料中的胶质,纤维素不能在碱性条件下水解,此过程并没有使纤维素发生水解,C错误;
D.中国古代黑火药是有硫磺、硝石、木炭混合而成的,在点燃时发生剧烈的氧化还原反应,反应方程式为S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑,D正确;故答案选C。
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